一种一模多腔转子压铸模具的制作方法

本实用新型属于鼠笼式转子制造领域，尤其涉及一种一模多腔转子压铸模具。

背景技术：

与微电机其它零部件制造相比，转子压铸无论从产品报废率还是劳动强度一直以来都是业界所关注的焦点。鼠笼式转子是交流异步电机的最重要部件之一，在转子的每个槽中铸有纯铝导条，在铁芯两端以两个端环将导条短接，形成短路绕组(若将铁芯去掉，剩下的绕组形状似松鼠笼子，故称鼠笼式绕组)，用作产生感应电势，进而产生电磁转矩。因鼠笼转子无绕组，所以转子无需维护且噪音低、可靠性较高。上世纪80年代之前常用的制造方法是离心铸造，但由于该工艺劳动强度大、生产效率低、铸件表面质量差、模具寿命低、生产成本高而被逐渐弃用，而压铸生产工艺的显著优势日趋显著，并已处于主导地位。

传统的转子压铸模具基本可分为两种结构，分别为：1.在全立式压铸机生产时常采用全手工操作的移动式压铸模具，其缺点是劳动强度较大，生产效率较低；2.当选择卧式冷压室压铸机时常采用一模多腔和侧浇口进料的压铸模具，虽提高了生产效率，但放置铁芯嵌件较为困难且转子铸件报废率较高，这是因为侧浇口压力损失太大导致断条现象。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种一模多腔转子压铸模具。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种一模多腔转子压铸模具，包括瓣合式中圈、芯轴、扭斜键、上模型腔和卸料板镶件，所述芯轴的槽口对准转子冲片内孔记号槽插入理好的转子冲片组，所述扭斜键包括扭斜键本体和形成于所述扭斜键本体的斜凸键，所述斜凸键与所述扭斜键本体的长度方向具有一预设螺旋角，所述扭斜键本体沿着所述芯轴的槽口插入，同时所述斜凸键插入所述转子冲片组的记号槽中，将n件已插入所述芯轴和所述扭斜键的所述转子冲片组分别放入所述瓣合式中圈的n个孔位，并且所述瓣合式中圈已经由线切割均分为n瓣，合紧后整体放入所述卸料板镶件的止口，合模时所述上模型腔的止口导入所述转子冲片组的上端，其中n≥2。

较佳的，所述卸料板镶件和所述上模型腔上均设有1.5°～3°斜度的端环型腔。

较佳的，所述卸料板镶件上对应每个所述转子冲片组的位置处均设有若干点浇口锥孔。

较佳的，一模多腔转子压铸模具包括流道镶件，所述流道镶件包括相互连通的直浇道和横浇道，所述直浇道与压铸机冷压室相衔接，所述横浇道为变异的蝶形片状结构，其与每个所述点浇口锥孔相连通。

较佳的，一模多腔转子压铸模具包括分流锥，所述分流锥安装于所述卸料板镶件的中心孔，其锥头凸伸出所述横浇道的中央位置。

较佳的，一模多腔转子压铸模具包括底板和卸料板，所述流道镶件固定在所述底板内孔上，所述卸料板镶件固定在所述卸料板内孔上。

较佳的，一模多腔转子压铸模具包括垫脚、上模垫板、上模型腔固定板、卸料拉杆、垫片和卸料套筒，所述卸料套筒安装于所述卸料板的沉孔内；所述卸料拉杆和所述上模型腔分别安装于所述上模型腔固定板的沉孔内，并抵接所述上模垫板，所述垫脚、所述上模垫板和所述上模型腔固定板依次固定连接；所述垫片固定在所述卸料拉杆的端部，用于在所述卸料套筒腔内上行到顶端开口时拉动所述卸料套筒，则所述卸料套筒拉动所述卸料板上行。

较佳的，一模多腔转子压铸模具包括导套和导柱，所述导套安装在所述上模型腔固定板沉孔内，并抵接在所述上模垫板；所述导柱固定在所述底板上，并贯穿所述卸料板和插接在所述导套内。

较佳的，一模多腔转子压铸模具包括压射冲头，所述压射冲头的端部形成用于卸料时反向拉住浇口废料的拉钩。

较佳的，所述斜凸键通过扭斜所述转子冲片组的记号槽来扭斜所述转子冲片组的外缘一个齿距。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

全立式压铸机压铸模具一般多为采用移动式一模一腔模具，本实用新型采用一模多腔模具且自动脱模卸料；

采用点浇口，克服了经典的侧浇口进料因压力损失过大易发生断条或反面端环欠铸的弊病；

针对开口槽转子冲片，采用n瓣合式中圈结构，在起到对n件铁芯的定位的同时又防止了转子外缘开口槽发生溢料，此外n瓣合式中圈之间的缝隙(0.08mm)还起到了良好的排气作用；

在压射冲头端部开有拉钩，以确保点浇口被卸料板拉断时与浇口废料处于一体的蝶形分流道停留在原位而不被拔出；

变外缘槽口直接扭斜为内孔记号槽间接扭斜，由外缘扭斜一个齿距，推算出内孔记号槽处斜凸键的螺旋角，这是扭斜工装成功的关键；

芯轴和扭斜键采用分体结构，芯轴和扭斜键为直槽间隙配合，以便压铸完毕取件时虽然扭斜键的斜凸键在转子斜键槽中，但并不妨碍芯轴受轴向敲击后的快速退出，待芯轴掉落后，只需径向稍击扭斜键的头部，则其将随之落下，而如果芯轴和扭斜键采用整体结构的话，扭斜键将难以顺利旋入冲片组的内孔键槽中；

设置分流锥，避免来自直流道的熔融铝液直冲卸料板镶件的底平面产生紊乱的涡流，使直浇道的铝液有序进入蝶形横浇道。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的全部优点。

附图说明

图1为本实用新型的铸铝转子简图；

图2为本实用新型的转子冲片示意图；

图3为本实用新型的斜凸键扭斜螺旋角计算示意图；

图4为本实用新型一实施例的芯轴示意图；

图5为本实用新型一实施例的扭斜键示意图；

图6为本实用新型一实施例的扭斜键和芯轴装配示意图；

图7为本实用新型一实施例的转子铁芯组件示意图；

图8为本实用新型一实施例的转子压铸模具示意图；

图9为本实用新型一实施例的瓣合式中圈示意图；

图10为本实用新型一实施例的卸料板镶件示意图；

图11为本实用新型一实施例的上模型腔示意图；

图12为本实用新型一实施例的流道镶件示意图；

图13为本实用新型一实施例的压射冲头示意图。

图中，1-第一紧固螺钉；2-卸料拉杆；3-第二紧固螺钉；4-垫片；5-卸料套筒；6-垫脚；7-上模垫板；8-上模型腔；9-导套；10-芯轴；11-瓣合式中圈；12-扭斜键；13-第三紧固螺钉；14-卸料板；15-导柱；16-底板；17-转子冲片组；18-卸料板镶件；19-流道镶件；20-分流锥；21-上模型腔固定板；22-端环；23-导条；24-记号槽；25-扭斜键本体；26-斜凸键；27-端环型腔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。

如图1所示，铸铝转子包括端环22、导条23和转子冲片组17，端环22和导条23的材料为铸造纯铝(Al99.8)，转子冲片组17由100片转子冲片叠压而成，其外缘螺旋角为4.3°，即扭斜一个齿距。如图2所示，转子冲片内孔边缘处有一深2mm宽4mm的记号槽24，并且头部为45°尖角，其目的是确保理片时正反朝向一致。所谓理片，就是用秤重法秤出100片转子冲片，将一根适当长度的细铅丝一端穿过记号槽24，另一端穿过最接近记号槽24的导条槽，将两个铅丝头用尖嘴钳稍扭两圈，如此这组铁芯散片既得到了相对固定，铅丝又隐藏在记号槽24的45°尖角内，不会与扭斜键发生干涉。

如图3所示，扭斜键螺旋角计算公式为：

AB＝πD外缘/n槽数＝71π/26＝8.575；

β＝tan^-1AB/AC＝tan-18.575/100＝4.9°；

AD＝πD内孔/n槽数＝25π/26＝3.021；

α＝tan^-1AD/AC＝tan^-13.021/100＝1.8°。

如图4至图7所示，将与转子冲片内孔间隙配合的芯轴插入已理好的转子冲片组内孔(芯轴的槽口对准转子冲片内孔的记号槽)，至两端轴伸出相当时，沿芯轴槽插入扭斜键，并使扭斜键的2mm宽的斜凸键同时插入(或用小手锤轻轻敲入)铁芯的记号槽中，由此扭斜工作得以完成，然后剪断并抽出理片时所用绑紧铅丝，获得如图7所示的转子铁芯组件。

如图8所示，本实用新型一实施例是设计在ZJ40-400kN型全立式压铸机工作的压铸模具，因采用瓣合式中圈可以同时获得多件铸铝转子且安装铁芯嵌件时方便快捷。为了获得良好的填充效果和产品外观，克服断条弊病，采用点浇口进料方式，为了便于从压铸模具内取出压铸件和保证压铸件表面不被拉伤，设置端环脱模斜度为1.5°～3°，并因采用了兼备自动断浇口的卸料板机构，极大降低了劳动强度。

转子压铸时装夹铁芯嵌件是不可避免的，而在全立式压铸机上工作的模具最适宜安放铁芯嵌件，故全立式压铸机又称为转子压铸机。

请综合参考图1至图13，一种一模多腔转子压铸模具，包括瓣合式中圈11、芯轴10、扭斜键12、上模型腔8和卸料板镶件18，芯轴10的槽口对准转子冲片内孔记号槽24插入理好的转子冲片组17，扭斜键12包括扭斜键本体25和形成于扭斜键本体25的斜凸键26，斜凸键26与扭斜键本体25的长度方向具有一预设螺旋角，扭斜键本体25沿着芯轴10的槽口插入，同时斜凸键26插入转子冲片组17的记号槽24中，将四件已插入芯轴10和扭斜键12的转子冲片组17分别放入瓣合式中圈11的四个孔位，并且瓣合式中圈11已经由线切割均分为四瓣，合紧后整体放入卸料板镶件18的止口，合模时上模型腔8的止口导入转子冲片组17的上端。当然，本实用新型的瓣合式中圈11可以包括两个及以上的孔位，其他模具做相适应调整，因此转子压铸模具可以同时铸造两件及以上的铸铝转子。

如图10和图11所示，卸料板镶件18和上模型腔8上均设有1.5°～3°斜度的端环型腔27，卸料板镶件18上对应每个转子冲片组17的位置处均设有若干点浇口锥孔。本实施例中，每个转子采用均布的六点浇口进料可最大限度地减小压力损失，极大提升了成品率，而转子铸件下端环所附带的六个锥形点浇口废料只需上车床切除即可。

如图12所示，转子压铸模具包括流道镶件19，流道镶件19包括直浇道和横浇道，直浇道是与压铸机冷压室相衔接的φ60孔，横浇道运用了变异的蝶形片状结构，以便瓣合式中圈11悬停在任意位置均可获得良好的填充条件。

脱模成功与否关乎模具的成败，模具共有4×6处φ2点浇口，必须使该点浇口与蝶形横浇道发生断裂后方可以取出转子铸件。

如图13所示，转子压铸模具包括压射冲头，压射冲头端部开有60°拉钩，以确保点浇口被卸料板14拉断时与浇口废料处于一体的蝶形分流道停留在原位而不被拔出。

在一个实施例中，转子压铸模具包括分流锥20，分流锥20安装于卸料板镶件18的中心孔，其锥头凸伸出横浇道的中央位置。

在一个实施例中，转子压铸模具包括底板16和卸料板14，流道镶件19固定在底板16内孔上，卸料板镶件18通过第三紧固螺钉13固定在卸料板14内孔上。

在一个实施例中，转子压铸模具包括垫脚6、上模垫板7、上模型腔固定板21、卸料拉杆2、垫片4和卸料套筒5，卸料套筒5安装于卸料板14的沉孔内；卸料拉杆2和上模型腔8分别安装于上模型腔固定板21的沉孔内，并抵接上模垫板7，第一紧固螺钉1依次将垫脚6、上模垫板7和上模型腔固定板21固定连接；垫片4通过第二紧固螺钉3固定在卸料拉杆2的端部，用于在卸料套筒5腔内上行到顶端开口时拉动卸料套筒5，则卸料套筒5拉动卸料板14上行。该设计中，转子压铸模具包括四组卸料拉杆2、垫片4、第二紧固螺钉3和卸料套筒5。

在一个实施例中，转子压铸模具包括两组导套9和导柱15，导套9安装在上模型腔固定板21沉孔内，并抵接在上模垫板7；导柱15固定在底板16上，并贯穿卸料板14和插接在导套9内。

本实用新型的一种一模多腔转子压铸模具的工作过程包括：

(1)转子散片组的装夹：调整压铸机，使上模至图8左侧视图位置为上行极限位置；将四件已插入芯轴10和扭斜键12的转子冲片组17件分别放入瓣合式终端的四个孔位，合紧整体后放入卸料板镶件18的φ2300^+0.050止口；

(2)合模：首先将已注入足够量熔融纯铝液的石棉纸杯放入流道镶件19的φ60孔中，开动压铸机使上模下行，上模型腔8的φ2300^+0.050止口导入转子冲片组17的上端并继续下压，与此同时卸料板14也随之沿二导柱15下滑，直至上模下压到底完成合模，如图8右侧视图所示；

(3)压铸成型：启动压射缸的压射冲头上行压射，熔融纯铝液经流道镶件19的φ60直浇道、φ220蝶形锥孔横浇道和卸料板镶件18的24-φ2点浇口注入转子端环型腔27和铁芯导条斜槽，经增压、凝固冷却后开模，此时开有拉钩的压射冲头尚在注射结束时的原位；

(4)卸料：开动上模上行，当固定在卸料拉杆2(共4根)端部的垫片4拉动卸料套筒5(共4个)，则卸料套筒5拉动卸料板14，卸料板14在强力上行(因为此时压射冲头的60°拉钩反向拉住了浇口废料，以确保不会因点浇口的拉断力而上行)的同时拉断了与其相连的流道镶件19结合面处的φ2点浇口，继续上行至所设定的极限位置；

(5)脱模取件：由图10可知，点浇口锥孔设有3°斜度，因而只需以木锤径向轻击瓣合式中圈11的侧面，使之稍有松动便可分别取下四瓣中圈和四个带浇口铸铝转子；

(6)取出芯轴10和扭斜键12：此时芯轴10和扭斜键12仍在转子内孔中，由于芯轴10与转子内孔是间隙配合，因而只需捏住转子外缘，以小手锤敲击芯轴10的任意一端，芯轴10受轴向敲击后快速退出，待芯轴10掉落后，只需径向稍击扭斜键12的头部，则其将随之坠落，至此可获得完美铸铝转子；

(7)重复上述操作可进入下一个压铸循环。

本实用新型提供的转子压铸模具以压力损失最小的点浇口替代侧浇口较好地解决了铸铝转子的断条问题，利用芯轴和扭斜键较理想地完成了对转子铁芯的叠片扭斜处理，在全立式压铸机上采用一模多腔转子压铸模较好地解决了铁芯嵌件的放置和生产效率问题。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。